Ezelõtt 3000 évvel Görögországban, Delphiben
az emberek a jövõjük felõl faggatták Püthiát.
A jósnõ a kérdésekre kérdésekkel
felelt. Az egyik ilyen dodonai válasz ez volt: „Építettem
egy csónakot, amelynek a deszkái lassanként elhasználódnak,
elkorhadnak. Mindegyiket ki is kell cserélnem, egyiket a másik
után. Egy napon aztán már egyetlen eredeti deszka
sincs benne. Vajon ez még mindig ugyanaz a csónak, amelyet
eredetileg készítettem?” A tulajdonos válasza természetesen:
igen, hiszen az, ami képessé tette a csónakot, hogy
a vízen haladjon és ne süllyedjen el, mindvégig
jelen van, még akkor is, ha az eredeti deszkák már
nincsenek meg. Az utólag beépített részek faanyaga
akár különbözhet is az eredetitõl, de egy
csónak mindig több és más, mint az alkotóelemek
összessége.
Hogy mi juttatta eszembe ezt a történetet most, amikor
az életrõl szándékozom beszélni?
Hát az, hogy amikor az élõ anyagról és
a biológiáról van szó, nem annyira konkrét
dolgokra, mint inkább a dolgok közötti kapcsolatokra és
ezek lehetséges formáira gondolunk. Ha csak megismerjük
a dolgokat, például felboncolunk egy állatot, akkor
nem kapunk választ a kérdéseinkre.
A dolgok közötti összefüggések összessége
meglehetõsen elvont, mint ahogyan a csónak építési
terve is elvont a csónak deszkáihoz viszonyítva. A
biológia megértéséhez magas szintû elvonatkoztató
képességre van szükségünk, de nem szabad
figyelmen kívül hagynunk bizonyos folyamatokat és törvényszerûségeket
sem.
Az élõ szervezeteket négy alapfolyamat határozza
meg. Az elsõ az anyagcsere. Minden élõben végbemegy
bizonyos anyagok más anyagokká való átalakulása,
elsõsorban kisebb molekulák alakulnak át nagyobbakká
és fordítva. Van ugyan egy különleges állapot,
a dormancia, az idõszakos nyugalom, amely átmenetet képez
az élet és a halál között – gondoljunk csak
a szunnyadó magvakra vagy a betokosodott gomba- és baktériumspórákra
–, de ezek esetében is csak az ébredés pillanatától,
az anyagcsere megindulásától kezdve beszélhetünk
életrõl. Az anyagcsere lényege a kapcsolatok kialakítása
és manipulálása.
Az élõlények második alaptulajdonsága
a kisebb egységekre, „rekeszekre” osztottság. Az élet
alapegységének, a sejtnek van egy belsõ és
egy külsõ része. Az élet két nagy stratégiát
követ. Az egysejtûeknél (például
a mikrobáknál), amelyek igen bonyolult környezetben
élnek, és gyorsan kell alkalmazkodniuk, a sejtfal maga is
meglehetõsen bonyolult. A másik stratégia viszont
éppen abban áll, hogy egyre több sejtfal, védõhártya,
bõrréteg (még a ruházat is) óvja a belsõ
részeket a külsõ környezeti hatásoktól.
Ehhez a kétirányú stratégiához járul
a genom emlékezõ-stratégiája, amely generációról
generációra átviszi az élõ szervezetek
kialakulásának szabályait. A genom egyszerû
bázisú kémiai motívumok szerint elrendezõdõ
molekulacsaládokban fejti ki tevékenységét.
Ezek a molekulacsoportok négyfélék lehetnek, és
úgy kapcsolódnak egymáshoz, mint az ábécé
betûi, amikor szavakba, mondatokba fûzzük õket.
Az élõ szervezetek tevékenységének
nagyrésze leírható azzal a memória-tevékenységgel,
amely egyrészt egy elsõ szöveg, a genom átadását,
másrészt ennek a szövegnek a „lefordítását”
biztosítja egy más szövegnyelvre. Ennek a fordításnak
az eredményeként lehet alkalmazni az elsõ szöveg
tartalmát. Az, hogy létezik egy elsõ, eredeti szöveg,
majd a fordítás révén keletkezik egy második
szöveg is, bámulatos lehetõségeket biztosít
az élõ szervezet számára. Az elsõ szöveget
nukleinsav-molekulák alkotják, a négy bázis
egymás utáni elrendezõdésébõl
álló DNS, azaz dezoxiribonukleinsav. De ez önmagában
nem tudna mûködtetni egy élõ szervezetet, csupán
recepteket ad hozzá. A recept alkalmazói olyan dolgok – azaz
a proteinek –, amelyek más alapsorozatokból: húszféle
aminosavból épülnek fel. Szoros összefüggés
és együttmûködés jellemzi a nukleinsavakra
alapuló emlékezet és a proteinek (a sejtek felépítéséért,
az ellenõrzõ-tevékenységek manipulálásáért
és az anyagcsere törvényeinek betartásáért
felelõs „dolgok”) kapcsolatát.
Csak akkor beszélhetünk élõ anyagról,
ha ez a négy folyamat -– az anyagcsere, a kisebb egységekre
oszlás, az emlékezés és a manipuláció
– tökéletes összhangban megy végbe. Figyelembe
véve, hogy ez a négy alapfeltétele az életnek,
az élõ anyagnak, a vírusokat nem tekinthetjük
élõ szervezetnek. Két feltétel adott ugyan:
a gazdasejtnek köszönhetõen rendelkeznek memóriával,
és kisebb elemekbõl épülnek fel, viszont nem
tudják biztosítani saját anyagcseréjüket,
sem a manipulációs mûködéseket. A vírusok
a memória parazitái. Ugyanezzel a jelenséggel találkozunk
a számítástechnikában, ahol program-részletek
ellenõrzés nélkül kószálhatnak
a számítógépek programjában, és
képesek önmaguk megtöbbszörözésére,
szaporodásra, továbbterjedésre. Ez a fajta memória,
a program memóriája teljesen új feladatok elé
állítja a kutatókat.
A négy alapfolyamatot két törvény egészíti
ki. Az elsõ törvény biztosítja a memória
megõrzését. A memória anyagi hordozóját
kettõsség jellemzi: két egymást kiegészítõ
elem alkotja, mint ahogyan a pozitív és negatív kiegészíti
egymást a fényképeknél, lehetõvé
téve, hogy ha a kétféle kép közül
csak az egyik áll rendelkezésünkre, ennek a felhasználásával
tökéletesen rekonstruálni tudjuk a másikat is.
1953-ban Wilkins, Watson és Crick felfedezte a dezoxiribonukleinsav
szerkezetét, a két egymásba csavarodó spirálvonalat,
amelyhez két kiegészítõ szál kapcsolódik.
Így végre fény derült a rejtélyre, hogy
hogyan maradhatnak meg bizonyos egymáshoz kapcsolódó
kémiai motívumok több generáción keresztül.
Ez a kölcsönös kiegészítés törvénye,
a genetika egyik alapja teszi lehetõvé, hogy egy szövegrészletet
egy másik, szimmetrikusan hozzátartozó szöveg
alapján tökéletes pontossággal meg tudjunk
határozni. Ennek az elsõ törvénynek köszönhetõ,
hogy végre megérthettük az öröklõdés
folyamatát.
A második törvény talán még ennél
is jelentõsebb, és sokkal elvontabb. Ez magyarázza
meg az élõ szervezetekben végbemenõ változást,
a megújulásra való képességet. Gondoljunk
csak vissza: a memóriától elindulva a manipulálásig,
a nukleinsavaktól a proteinekig jutottunk. E folyamat lényegében
egy másik nyelvre történõ fordítás.
Az elsõ szöveg ábécéje csupán négy
betûbõl áll, és ezek összefûzésébõl
jön létre egy speciális kémiájú
nyelven írott szövegrész. Ezt kell átültetni
egy olyan, az elõbbitõl vegyi felépítésében
teljesen eltérõ nyelvre, amely írásánál
húsz betût használunk. Az átalakítás,
az átírás kulcsa a genetikai kód. De bánjunk
óvatosan a szakkifejezésekkel! Az újságok szeretik
a hangzatos bejelentéseket: „Egy újabb élõ
szervezet genetikai kódját sikerült megfejteni” – harsonázzák.
Micsoda tévedés! A genetikai kód valahogy úgy
mûködik, mint kisiskoláskorunk titkosírásainak
a kulcsa: nem több, mint egy egyszerû szabály, amely
segítségével közölnivalónkat átírhatjuk
egy másféle, a beavatatlanok számára érthetetlen
szöveggé. Tulajdonképpen nincs szó az élõlények
programozásáról, genetikai programozásról.
A genetikai kód általános érvényû,
ugyanúgy mûködik a baktériumoknál, mint
az embernél. Éppen ezért, ha például
az emberi genetikai kód, a memória egy darabkáját
behelyezik egy baktériumba, ez utóbbi elkezd emberi proteineket
termelni. A kód tehát az eltérõ szintek közötti
azonos elemek törvénye: a titkosszolgálatok megfejtési
kódnak, angolul cipher-nek nevezik.
A folyamat, amely során az egyik szintrõl a másikra
lehet eljutni egy kód segítségével, igen eredeti:
amikor az eredeti szöveget lefordítjuk egy másik nyelvre,
a cél-nyelvben is mûködésbe lépnek a manipulációk
végrehajtására képes elemek, és visszahatnak,
változtathatnak az elõzõ szövegen. Ez a visszacsatolás
nagyon izgalmas, mert már a szövegbõl következtetni
lehet arra, amit végül õ maga létrehoz. A szöveg
számíthat magára abban, hogy létrehozza saját
leszármazottjait. Arra is képes, hogy – mint a számítógép-programok
–, a legváltozatosabb környezeti viszonyokhoz alkalmazkodva,
különféle manipulációkat végezzen.
A két különbözõ szint tehát egy kód
révén áll kapcsolatban egymással. Az eredmény
valóban meglepõ: ez a rendszer egyszerre meghatározó,
meghatározott és ugyanakkor teljesen kiszámíthatatlan.
Milyen távol kerültünk attól a korábbi felfogástól,
amely szerint az élõvilág olyan szabályosan
mûködik, mint egy gondosan beállított 18. századi
svájci óra: ha ismerjük a szerkezetét, kiszámíthatjuk,
hogy egy bizonyos idõ múltán hol helyezkednek el a
számlapon a mutatók. Az élõ szervezetekre elõre
nem látható helyzetek és körülmények
sora leselkedett, ezért felépítésük és
mûködésük is felkészült minden váratlanra,
kiszámíthatatlanra. Ez a csodálatos elõrelátás
lépten-nyomon megnyilvánul, de érdekes módon
egyáltalán nem mond ellent a determinizmus törvényének.
A memória és a manipulációs képesség,
valamint e két szintet összekapcsoló kód rendkívüli
tulajdonságokkal fegyverzi fel az élõ szervezeteket.
Az egymásnak megfelelés, a kölcsönös kiegészítés
törvénye, amely értelmében az elsõ szöveg
négy betûjének a második szöveg négy
betûje felel meg, az elsõ biológiai funkció.
Ez teszi lehetõvé, hogy egy szövegrõl tökéletesen
hû másodpéldány készüljön,
függetlenül a szöveg szemantikai jelentésétõl:
bármilyen módon elõállított, akár
mesterségesen kialakított DNS-darabkát is abszolút
hûséggel le lehet másolni.
A második biológiai funkció, vagyis a genetikai
kód, két szakaszból áll. Az elsõ az
eredeti, négybetûs szöveg átírását
jelenti egy másik, az elõzõtõl alig különbözõ,
szintén négybetûs nyelvre, majd a következõ
szakaszban a proteinek húszbetûs ábécéjével
írott nyelvre. A második átíráskor olyan
átalakulás játszódik le, amely során
a program szövegébõl kiindulva manipuláló
elemek jönnek létre, és ezek magát a programot
is manipulálják majd.
A természetes veszélyesebb lehet, mint a mesterséges
Egy ilyen bonyolult helyzetben, ahol mindent az itt felsorolt négy
folyamat és két törvény irányít
(ez utóbbiak közül az egyik a genetikai kód törvénye),
hogyan is élhetnek, létezhetnek, fejlõdhetnek az élõ
szervezetek? A biológiában használunk egy alapfogalmat,
amely a dolgok közötti kapcsolatokra vonatkozik, és amely
alig vagy csak igen kis mértékben érvényes
a kémia és a fizika területére: ez a mûködés
fogalma. Amikor egy biológiai egyedrõl beszélünk,
elsõsorban a mûködése érdekel. Ez az egyed
létezik, és egy adott cél érdekében
véghezvisz bizonyos tevékenységeket. Minden élõ
szervezetnek, az élõvilág minden egyedének
a mûködése, a tevékenysége egy bizonyos
célt szolgál.
Sokan feltételezik, hogy valamilyen külsõ hatás
érvényesül ebben a célszerûségben:
az élõ szervezet olyan anyagi rendszer, amelyet egy külsõ
hatás irányít bizonyos célok felé. Az
elmélet igen népszerû a hívõk körében.
Érvelésük logikus, de megfeledkeznek arról, hogy
az élõ szervezetek céljainak kiválasztása
egyáltalán nem szükségszerû, és
elérésük, megvalósításuk anyagi
feltételeit különleges módon igyekeznek biztosítani.
Francois Jacob barkácsolásról beszélt. Ez az
élõ szervezetek opportunizmusig menõ alkalmazkodási
képessége, az az adottságuk, hogy akár a jég
hátán is megélnek. Ennek köszönhetõen
mindig úgy fejlõdnek, hogy a rendelkezésükre
álló lehetõségeket kihasználva (csakis
a már adott lehetõségeket!), folyton új funkciókat
találnak ki maguk számára. Az élet rendkívüli
sajátossága, hogy bármilyen meglévõ
adottságból kiindulva képes új funkciókat
kialakítani.
Egy metaforával szeretném érzékletesebbé
tenni az élõ szervezetek funkcióteremtõ képességével
kapcsolatos elképesztõ felfedezéseket. Nyár
van, és az íróasztalomnál ülök. Körülöttem
papírok. A hátam mögött tárva-nyitva az
ablak, és én elmerülten olvasok valamit. Hirtelen szellõ
támad. Ha a papírjaim szétszóródnának,
összekeverednének, nagy bajban lennék. Hirtelen becsukom
a könyvem, és a papírlapokra teszem. A könyv új
feladatot lát el, egészen másfélét,
mint az imént. Most az számít, hogy egy elég
nagyméretû, téglalap-alakú, súlyos test,
és papírnehezékként használhatom. Ugyanilyen
funkcióváltozások játszódnak le
rendszeresen az idõk folyamán a biológiai egyedek
szerkezetében is. Ha megpillantok egy könyvet, és azt
mondom: „Íme, egy könyv”, lehet, hogy tévedek, mert
egy adott helyzetben az bizony nem könyv, hanem papírnehezék.
Jelenleg genom-sorozatok programjáról, ezen belül genom-szövegrészletekrõl
beszélünk, és megállapítjuk, hogy milyen
funkciókat látnak el: „Ez és ez a funkció ennek
meg ennek a szakasznak felel meg” irányít közöljük
nagy magabiztosan. Pedig ez tévedés, ami abból az
illúzióból adódik, hogy ha sikerült megismernünk
bizonyos konkrét alkotórészeket, akkor már
értjük is a biológiát.
Az élõ szervezetek fejlõdése igen sajátos.
Ezek olyan anyagi szervezõdések, amelyek, mivel a Föld
felszínének a hõmérséklete adott, bizonyos
termikus törvényeknek kénytelenek engedelmeskedni. A
hõmérsékleti behatároltság miatt egyetlen
fizikai vagy kémiai folyamat sem tökéletesen megismételhetõ.
A válaszadó ismétlések (replikációk)
során tehát több variáció jön létre.
Amikor az élõ szervezetek önmagukhoz hasonló
új élõ szervezeteket hoznak létre, ez a második
nemzedék soha nem tökéletesen azonos az elõzõvel.
Az új életkörülmények majd kiválasztják
közülük azokat, amelyek jobban tudnak alkalmazkodni. Ez
a természetes kiválasztódás törvénye,
de ez passzív, nem pedig teremtõ, dinamikus folyamat. Nem
a legalkalmasabb egyedek maradnak fenn, amint azt Spencer is megállapította,
mert olyan, hogy legalkalmasabb, nem létezhet. Ezt a kérdést
senki nem tudná eldönteni. Bizonyos pillanatnyi körülmények
között egy bizonyos szervezet képes a fennmaradásra,
és ez a túlélés teszi lehetõvé
a kiválasztódását. De ez mindenképpen
passzív, mechanikus válogatás eredménye, csupán
a teljesen életképtelen egyedek lemorzsolódását
segíti elõ.
A felerõsödõ hatás az élõvilág
második jellemzõ vonása. A kémiai-, fizikai-
és atomkísérletek során keletkezett veszélyes
anyagok hatása az idõ múlásával arányosan
csökken. Egy káros következményekkel járó
biológiai kísérlet után a károsult,
sérült egyedek száma idõvel folyamatosan nõ,
egyre több gondot okozva a környezetben. Ezért fogadták
az emberek ösztönös aggodalommal azt a hírt, hogy
a tudósok élõ szervezetek genetikai módosításával
kísérleteznek. Pedig errõl a kérdésrõl
érdemes lenne többet megtudniuk, mert ezen a téren a
természetes, ami már eleve beépült a környezetébe,
sokkal veszélyesebb lehet, mint a mesterséges. Mindannyian
emlékszünk a tragikus kimenetelû vérátömlesztésekre,
majd a kirobbant botrányra: az AIDS-fertõzött vér
beadása azért volt végzetes, mert a vér eleve
alkalmazkodott az emberi szervezethez.
De térjünk vissza a funkciók kialakulásához.
A szem üvegtestének átlátszóságát
tanulmányozva jól megérthetjük ezt a folyamatot.
Az üvegtest alkalmazkodóképességének köszönhetõen
(ez ötvenéves kor után általában erõsen
csökken) a környezetbõl pontos kép érkezik
a retinára. Ehhez szükség van az üvegtest sejtjeinek
a kialakulására, amelyek egymásra boruló rétegekbe
rendezõdnek, mint amilyenek a hagyma belsejét alkotják.
A kor elõrehaladtával egyre több ilyen réteg
jelenik meg, és amint az üvegtest egyre nagyobb lesz, a szemizmok
mind nehezebben tudják összehúzni. Az üvegtest
sejtjei átlátszóak. Amikor elkezdték tanulmányozni
az üvegtestben lévõ proteineket (amelyeket korábban
manipuláló elemeknek neveztünk), felfedezték,
hogy egyesek közülük igen koncentráltan fordulnak
elõ, tehát könnyen kiválaszthatók, azonosíthatók.
Ezeknek a krisztallinoknak, a szemlencsét alkotó szerves
anyagoknak a fizikai és kémiai jellemzõit tanulmányozva
megállapították, hogy éppen olyan szabálytalanul
rendezõdnek el, mint az üvegmolekulák, azért,
hogy ne befolyásolják a rajtuk áthaladó fény
irányát.
Aztán megjelentek a szakaszok programjai. Eleinte csak egyes
géneket, késõbb már genomokat, azaz egész
géncsoportulásokat rendeztek szakaszokba. Elkezdték
vizsgálni a krisztallinokat, és rájöttek, hogy
valahonnan már ismerõsnek tûnnek, a megtévesztésig
hasonlítanak valamihez, aminek semmi köze a szemhez. Ez a valami
egy hidrogénmentes tejsav, egy enzim, de ez a szemben nem mint ilyen
mûködik, mert egyszer régen elhatározta, hogy
addig koncentrálódik, míg végül sikerül
áttetszõ anyagot alkotnia. A krisztallinok körül
felfedeztek újabb proteineket, amelyek molekula-kísérõként
igyekeznek restaurálni a formájukat vesztett szerkezeteket.
Protein-kísérõknek nevezik õket, mert
– mint egykor a gardedámok a fiatal lányokat – mindenhova
elkísérik a proteineket. Ezek a kísérõk
rendkívül fontos szerepet játszanak az üvegtestben,
mivel képesek a deformálódott proteinek eredeti alakját
visszaállítani. Idõs korban mindannyiunkat fenyeget
a hályog kialakulása. A szem lassanként elveszíti
átlátszóságát, mert a krisztallinok
egyre rosszabbul mûködnek, és a protein-kísérõk
sem végzik elég hatékonyan molekula-karbantartó
munkájukat.
Gondoljuk csak végig: egy emberélet folyamán az
üvegtest óriási mennyiségû ibolyántúli
sugárzást szenved el, és ez a sugárzás
károsan hat a szemlencse proteinjeire. Ha nem tevékenykednének
a szorgos karbantartó sejtek, a hályog sokkal korábban
jelentkezne.
Egy egészen más területet tanulmányozva a
kutatók felfedezték, hogy amikor a sejteket sokkszerû
hõhatás éri, a proteinek zöme helytelenül
reagál. Van azonban egy sajátos csoportjuk, és ezek
megpróbálják helyrehozni a hibás lépések
következményeit. A fejlõdés során az üvegtestet
alkotó sejtek kitaláltak maguknak egy elsõdleges feladatot,
megszerezve egy másik proteincsoportnak a sokkhatásokat
(általában hõ- vagy vegyi hatást, például
a savak maró hatását) kivédõ funkcióját.
Ez a csoport a molekula-kísérõ proteineken kívül
olyan proteineket is tartalmaz, amilyenek az üvegtestben vannak. A
bõrsejtekben is vannak proteinek. Amikor megégetjük
magunkat, ezek gyorsan akcióba lépnek. Azonnali döntés
születik az ellenõrzõrendszerben ezeknek a proteineknek
a szintézisérõl, majd a vészhelyzet megszûntével
a folyamat leállításáról.
Az üvegtest ellenõrzõrendszere viszont hibásan
mûködik, és akkor sem áll le, amikor a sokkhatás
megszûnik. Ez a meghibásodott „mûszer” az oka annak,
hogy az üvegtestben egyre nagyobb sejtkészletek halmozódnak
fel. Ez máshol nem okozna bajt. De az üvegtest esetében,
amely igen érzékeny sejt-együttes, a retina fölött
helyezkedik el, súlyosak a következmények. Láttuk,
hogyan ment végbe az evolúció folyamán a funkciók
megszerzése, emlékszünk még a papírnehezék
példájára. Az üvegtest átlátszóságának
más szerep is jutott. Csak a szerencsén múlott, hogy
egy sor genetikai véletlen eredményeként bizonyos
sejtek, éppen megfelelõ mennyiségben, állandóan
ezeket a proteineket fejezték ki, míg egyszercsak valamennyien
átlátszóvá váltak, kivéve a vázukat.
Itt is egy már adott funkcióról van szó, de
ez a funkció merõben más feladatot lát el:
ennek célja a retina védelme.
De lássunk még egy utolsó példát,
amellyel végérvényesen megcáfolható,
hogy az élõ szervezetek, az emberek úgy mûködnek,
mint valami gépezet. Sokan figyelik aggodalommal az emberi génekkel
folytatott kísérleteket. A genetikai sajátosságok
megismerése után az általános emberi tulajdonságok
számbavétele és rangsorolása következik.
Az embert éppen úgy lehet háziasítani, mint
egykor a körülöttünk élõ állatokat.
Jogos az aggodalom, de szerencsére erre soha nem kerül sor.
Abból, hogy megismerünk egy genomot, még nem következik,
hogy azt is meg tudnánk mondani, milyen tulajdonságai vannak
a szóban forgó személynek. A genom és a személy
sajátosságai között nincs mechanikus összefüggés.
A funkciók kialakulását irányító
mechanizmus mûködése nem számítható
ki elõre. Adódnak váratlan sürgõsségi
helyzetek, amikor az egyénnek megfelelõen kell reagálnia,
hogy a leszármazottai életben maradjanak. Soha nem lehet
elõre látni, elõre megtervezni az új funkciók
kialakulását, szelektálódását.
Az eugenika értelmetlen fogalom.
Esetleg szükség volt egy fejre, egy farokra
Elképzelhetõ, hogy az embereket rettenetesen agresszívvá
tegyék, hiszen kitenyésztettek már agresszív,
és nagy- meg kis testû, bozontos bundájú és
rövid szõrû kutyafajtákat is. De azt soha senki
nem fogja tudni meghatározni, hogy mi teszi az embert emberré,
mitõl függ az alkotóképesség, mitõl
lesz jobb valaki, és milyen is az eszményi ember. Ez teljes
képtelenség, amit egy példával fogok bizonyítani.
Az élet úgy 3 milliárd 800 millió évvel
ezelõtt jelent meg a Földön, amikor még mindenütt
óriási szabad, élõlények nem lakta területek
voltak. Az elsõ élõlényeknek igazán
rengeteg hely állt a rendelkezésére, szaporodhattak,
sokasodhattak kedvükre, biztosak lehettek benne, hogy nem zavarják
a szomszédokat. Az élõlényeknek, akárcsak
a fizikai rendszereknek, az a célja, hogy minél nagyobb teret
töltsenek be, a rendelkezésükre álló lehetõségeket
kihasználva mindent elfoglaljanak. Erre a legeredményesebb
módszer a szaporodás, önmaguk megsokszorozása.
De ez a folyamat idõben behatárolt, mert hamar eljön
a nap, amikor már a szomszédokra is tekintettel kell lenni.
Van egy jól bevált, bár brutális eljárás:
valahogyan meg kell szabadulni a többiektõl, például
meg lehet enni õket, és elfoglalni az így felszabadult
helyet. Ehhez elõször is szükség van egy radarra,
amely jelzi, hogy saját társaival vagy idegenekkel van-e
dolga. A második elengedhetetlen funkció már ebbõl
adódik: praktikus, ha a radarral ölni is lehet. A jelzõkészülék
tehát egy olyan központhoz kapcsolódik, amely mérgezõ
anyagokat termel és juttat el hozzá. Most már meg
tudja ölni a többieket, és utána meg is eheti õket.
Így „találták fel” a baktériumok már
a legõsibb idõkben az antibiotikumokat, amelyeknek igen sok
fajtája létezik. Ugyanakkor az antibiotikumokat elõállító
baktériumnak óvatosnak kellett lennie, nehogy önmagát
is elpusztítsa. Immunissá kellett válnia a saját
fegyvereivel szemben. Ez a rendszer igen elterjedt az egész természetben.
Íme az egyik legõsibb funkció-együttes: jelzõkészülék,
központi irányítású hatóanyag-termelés
és immunitás. (Az idõk folyamán a többiekkel
való kapcsolat új formái is kialakultak: az együttmûködés,
az élõsködés, a ragadozók és a
zsákmányállatok száma közötti egyensúly
– a természet a megoldások elképesztõ gazdagságát,
változatosságát produkálta.) Az egyik ilyen
módszer csak valamivel késõbben, úgy egymilliárd
éve jelent meg. A lényege az volt, hogy több sejt összefogott,
és közösen létrehozták a többsejtû
élõlényeket. Ezeken belül újabb funkciókat
kellett megteremteni. Egy több sejtbõl álló szervezetben
olyan kényszerhelyzetek alakultak ki, amelyeket meg kellett oldani.
Esetleg szükség volt egy fejre, egy farokra, kellett ügyelni
a szimmetriára is, szóval bõven akadt feladat, és
minden feladat újabb funkciók megjelenésére
várt.
A szervezetek egyre bonyolultabbak lettek, míg a fejlõdés
elvezetett a rovarokig, majd magához az emberhez. A rovarokkal kapcsolatban
nemrég felmerült a kérdés, hogy mi teszi õket
ellenállókká a mikrobákkal szemben. Talán
van valami sajátos védekezési mechanizmusuk? A kísérletek
során a testükbe mikrobákat fecskendeztek. Amikor egy
muslicába (Drosophilia) gombát fecskendeznek, az elõbb
leírt folyamatok sora indul el. Egy jelzõrendszer felismeri
a gombát, azonnal kitermeli a megfelelõ antibiotikumot, amelynek
a neve természetesen drosomycin lett. A kutatók rájöttek,
hogy máshol, más körülmények között
találkoztak már ezzel a védekezési reakció-folyamattal,
de abban az összefüggésben egészen más funkciója
volt. A légylárva-embrió fejlõdése egy
bizonyos szakaszában játszódik le hasonló jelenség,
amely a differenciálódás során a hasi-háti
tengely kifejlõdését, a hasi és háti
rész egymáshoz való viszonyát határozza
meg. Tehát az antibiotikumok elõállításának
ez az õsrégi mechanizmusa a fejlettebb, többsejtû
élõlényeknél az egyed alakjának a meghatározását
irányítja.
Vigyük tovább ezt a gondolatot: ha vannak védekezõ-rendszereink,
és immunisak lettünk egy sor betegséggel szemben, azt
nem az intelligenciánknak köszönhetjük, hanem annak,
hogy õseink túlélték a pestist, a kolerát
és a feketehimlõt. Nagyon sok hasonló funkcionális
immunmechanizmus áll a rendelkezésünkre. A mai betegségekkel
vívott harcaink is éppen így kihatnak majd késõbbi
leszármazottaink tulajdonságaira. Mindebbõl logikusan
következik, hogy az eugenika teljes képtelenség.
Beszéljünk még egy kicsit arról, hogy hogyan
is épülnek fel az élõ szervezetek. A gének
elhelyezkedése a kromoszómában, a genom szerkezetének
kialakulása nem véletlenszerû, hanem szorosan összefügg
a sejt felépítésével. A program formája
és a sejt alakja között szoros összefüggés
van. A többsejtû szervezeteknél ezt a jelenséget
már elég régóta tanulmányozzák.
Megfigyelték, hogy például a rovaroknál a gének
elhelyezkedése pontosan megfelel a testrészek elhelyezkedésének,
a fejtõl egészen a farokig. Amikor egy kísérlet
során az egyik gént máshova helyezik, az ennek megfelelõ
testrész is máshol fog kifejlõdni. Egy gyümölcslégy
egyetlen génjének áthelyezésével elérhetõ,
hogy a rovar lába a csápja helyére nõjön.
A program modulokból áll, és ez az élõlények
testének szelvényezettségében mutatkozik meg.
Hasonlítsuk össze a rovarokat az emberrel, majd mindkettõt
a rákok osztályával. Míg az egyiknél
a fõ idegpályák a háton haladnak végig,
a másiknál a hasi oldalon helyezkednek el. Nálunk,
embereknél a fõ idegpályák a hátgerincben
vannak, a rovaroknál is a háti részen találhatók.
A rákoknak mindössze két génje került máshová,
de ez is elég volt ahhoz, hogy fõ idegpályáik
a hasi oldalon legyenek. A tervrajz változása a homárnál
egy fontos szerv helyzetét is megváltoztatta.
A legújabb kutatások szerint a gyümölcslegyek
felépítése szolgált az emberi test modelljéül,
mivel a drosophilia és sok más állat, elsõsorban
az emlõsök génprogramja ugyanúgy rendezõdik
el. A különbség csupán annyi, hogy az embernél
egy „vonósnégyes” irányítja a szerkezet felépítését:
nem egyetlen kottából egyetlenegyszer, hanem négy
egymás mellé helyezett kottalapról egyidejûleg
játsszák a dallamot, amely meghatározza a szelvényezettségünket,
mert testünk felépítése szelvényezett.
Gondoljunk csak a gerinccsigolyákra és a bordák elrendezõdésére.
Szelvényezettek vagyunk, de ez nem szembetûnõ, mert
– mint egy vonósnégyes elõadásában –,
a dallamok kissé eltérõek. Így hát néhány
csigolyánk teljesen átalakult, az egyik például
azért, hogy létrehozza a koponyát. Ennek ellenére
világosan kirajzolódik a közös szerkezeti tervrajz
alapgondolata.
Mindent összegezve elmondhatjuk, hogy az élõ szervezetek
hasonló program szerint épülnek fel, és ez szigorúan
megszabja szerkezetük kialakulását. Ugyanakkor azt se
feledjük, hogy bár az eleve determináltság a
program szerves alkotóeleme, mégis mindegyre teljesen meglepõ
megoldásokkal lep meg bennünket.
NAGY ZSUZSANNA FORDÍTÁSA
Kérjük küldje el véleményét címünkre: lettre@c3.hu